Door Pesach Benson • 2 juli 2026
Jeruzalem, 2 juli 2026 (TPS-IL) — Israëlische wetenschappers hebben een methode ontwikkeld om menselijke cellen om te zetten in programmeerbare “besluitvormende” systemen, waardoor ze meerdere biologische signalen tegelijkertijd kunnen evalueren voordat ze reageren. De doorbraak kan de ontwikkeling van medische behandelingen van de volgende generatie aanzienlijk bevorderen, waarbij gemanipuleerde cellen ziekten vanuit het lichaam diagnosticeren en alleen gerichte therapie leveren wanneer dat nodig is.
Onderzoekers van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem hebben een methode ontwikkeld om menselijke cellen te manipuleren tot programmeerbare “besluitvormende” systemen die meerdere biologische signalen tegelijkertijd kunnen verwerken en erop kunnen reageren. Deze vooruitgang brengt ons een stap dichter bij wat onderzoekers beschrijven als programmeerbare levende therapieën.
Wetenschappers proberen al lang cellen te ontwerpen die ziekten kunnen herkennen en automatisch kunnen reageren. Traditionele genetische circuits worden echter minder efficiënt naarmate ze complexer worden. Elke toegevoegde laag van genetische “logica” introduceert biologische ruis, vermindert de betrouwbaarheid en maakt dergelijke systemen moeilijk schaalbaar voor klinisch gebruik.
De nieuwe aanpak, ontwikkeld door promovendus Keren Roas en Dr. Lior Nissim, pakt deze beperking aan door het aantal genetische stappen dat nodig is voor cellulaire besluitvorming te verminderen. In plaats van te vertrouwen op lange ketens van sequentiële reacties, maakt het systeem gebruik van RNA trans-splicing, een natuurlijk cellulair proces waarbij fragmenten van genetische boodschappen aan elkaar worden gekoppeld. De onderzoekers combineerden dit met gemanipuleerde regulerende elementen die functioneren als compacte biologische processors.
Door de manier waarop genetische instructies worden verwerkt te herstructureren, kan het systeem cellen in staat stellen meerdere biologische signalen tegelijkertijd te evalueren in plaats van na elkaar. Praktisch gezien kan een cel verschillende omstandigheden parallel beoordelen en alleen reageren wanneer de juiste combinatie aanwezig is, wat de efficiëntie verbetert en tegelijkertijd het aantal benodigde genetische componenten vermindert.
Om het concept te demonstreren, bouwde het team biologische apparaten die basiselementen van computersystemen nabootsen. Deze omvatten een biologische “full adder”, die binaire rekenkunde kan uitvoeren, en een biologische “multiplexer”, die kiest tussen verschillende ingangssignalen. Fluorescerende eiwitten werden gebruikt om de outputs in levende cellen te visualiseren, waardoor de onderzoekers de gemanipuleerde circuits in realtime konden observeren.
Het systeem bevat ook een ingebouwd veiligheidsmechanisme: als een cel een ongeldige of overbelaste configuratie detecteert, produceert deze een waarschuwingssignaal. De onderzoekers zeggen dat deze functie kan helpen bij het identificeren van fouten en het verbeteren van de controle in toekomstige experimentele en therapeutische toepassingen.
De onderzoekers benadrukten dat het systeem zich nog in een experimentele fase bevindt en nog niet in klinische settings is getest.
De aanpak zou toekomstige toepassingen kunnen hebben in gerichte kankertherapie, waarbij gemanipuleerde cellen zouden worden geprogrammeerd om specifieke combinaties van tumorgerelateerde signalen te herkennen voordat ze een therapeutische reactie vrijgeven. Deze conditionele activering zou kunnen helpen om schade aan gezond weefsel te verminderen in vergelijking met sommige conventionele behandelingen.
In onderzoek naar immunotherapie demonstreerde het team een versie van het systeem waarbij cellen werden geprogrammeerd om Interleukine-15 (IL-15) te produceren, een eiwit dat de activiteit van kankerbestrijdende immuuncellen verbetert. Toekomstige iteraties zouden een preciezere immuunactivering mogelijk kunnen maken, waardoor onnodige stimulatie elders in het lichaam wordt beperkt.
Een andere potentiële toepassing is lokale medicijnafgifte. In plaats van medicatie systemisch te verspreiden, zouden gemanipuleerde cellen kunnen functioneren als interne sensoren en productie-eenheden, die therapeutische moleculen genereren alleen wanneer specifieke ziektecondities in hun directe omgeving worden gedetecteerd.
Onderzoekers suggereren dat de aanpak uiteindelijk de ontwikkeling van medicijnen zou kunnen ondersteunen die meer als software zijn ontworpen, waarbij biologische “code” levende cellen aanstuurt om ziekten te diagnosticeren en te behandelen. Ze benadrukken echter dat het werk experimenteel blijft.
De studie werd gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift Nature Communications.
